钛铝合金,因为其具有特有的钛铝合金是银白色的金属,它具有许多优良性能,广泛应用于航空、航天等领域。而TiAl合金是一种新兴的金属化合物结构材料。TiAl合金具有密度低、高的比强度和比弹性模量,高温时仍可保持足够高的强度和刚度,同时具有良好的抗蠕变及抗氧化能力等突出特点。这使其成为航天、航空及汽车用发动机耐热结构件极具竞争力的材料。其次MAX相材料具有金属与陶瓷的双重特性也备受关注。本文采用第一性原理方法,研究了TiAl合金以及MAX相材料中的Ti₂AlC、Ti₂AlN、Ti₂Ga C、Ti₂InC、Ti₃AlC₂及Ti₃SiC₂的相关性质,包括晶格参数、力学性质以及热力学性质,期间施加0-50GPa的压力,结果如下:Ti Al中掺杂Cr,Mn,Fe和Co金属元素,优先占据体系中的Al位。随掺杂金属元素原子序数的增加和掺杂浓度的降低,体系的轴比呈上升趋势,利于增加体系的延展性。浓度对Co元素掺杂体系轴比影响较小,浓度的增加,利于Co力学性能的提升。分析Co元素掺杂后的电子结构,发现掺杂Co元素后体系费米能级处态密度明显提升,利于抑制合金脆性,且随浓度的增加,抑制能力加强,改善了材料的室温塑性。随着压力的增大,Ti₂AlX（X=C,N）体积比下降,压力对Ti₂AlC影响较Ti₂AlN大,压力可以增强材料抵抗变形能力,材料的延性得到提升,Ti₂AlN抵抗变形能力强于Ti₂AlC,当压力超过40 GPa后,Ti₂AlX材料由脆性转变为延性。体模量随温度的升高而降低,但随压力的增大而增大。定容热容C_V与定压热容C_P变化关系相同,高温下C_V增加缓慢,且遵循Dulong-Petit极限,Ti₂AlC的定容热容C_V在高温下高于Ti₂Al N。温度与压力对线膨胀系数的影响主要发生在低温下,压力超过30 GPa后,压力对线膨胀系数影响较小。随着外加压力的增加,Ti₂InC压缩性比Ti₂GaC好。Ti₂GaC与Ti₂In C抵抗变形能力与延性均随压力的增加而增加,且当压力达到40-50GPa时,Ti₂GaC与Ti₂InC由脆性材料转变为延性材料,延展性得到提升。德拜温度与体模量变化关系相同,随温度的上升而降低,压力其影响作用与温度相反。对于热容,压力对其影响较小,Ti₂In C热容值高于Ti₂GaC,等容热容受Dulong-Petit limit限制,在高温下不再增长,而等压热容相反。随着压力的增大,Ti₃AC₂（A=Al,Si）体积比下降,压力对Ti₃AlC₂影响较Ti₃SiC₂大。Ti₃AC₂（A=Al,Si）抗变形能力随外加压力的增加而增加,当压力增大到40GPa以后,材料由脆性材料转变为延性材料,其延展性得到提升,体模量随温度的升高而降低,但随压力的增大而增大。高温下C_V增加缓慢遵循Dulong-Petit极限,Ti₃AlC₂的定容热容C_V在高温下高于Ti₃SiC₂。温度与压力对线膨胀系数的影响主要发生在低温下,压力超过30 GPa后,压力对线膨胀系数影响较小。